[논문]볶음조건과 저온압착이 아마씨유(Linum usitatissimum L.)의 지방산 조성 및 휘발성 성분에 미치는 영향

원새봄

doi:10.22156/cs4smb.2020.10.11.177

볶음조건과 저온압착이 아마씨유(Linum usitatissimum L.)의 지방산 조성 및 휘발성 성분에 미치는 영향
Effect of Roasting Condition and Cold-pressed Flaxseed (Linum usitatissimum L.) oil on Fatty Acid Composition and Volatile Compound 원문보기

융합정보논문지 = Journal of Convergence for Information Technology, v.10 no.11, 2020년, pp.177 - 184

원새봄 (청운대학교 식품영양학과)

초록
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본 연구는 불포화지방산 중 α-리놀렌산이 풍부한 아마씨에서 볶음조건과 저온압착법으로 착유된 아마씨유의 화학적 변화에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 볶지 않은 아마씨와 볶은 아마씨(150℃와 200℃에서 10분과 20분)를 가정용 저온압착기를 사용하여 저온압착으로 착유하여 착유수율, 총 페놀 함량, 지방산 조성 및 휘발성 성분을 분석하였다. 착유수율은 볶지 않은 아마씨에서보다 볶은 아마씨에서 높게 나타났다. 총 페놀 함량은 150℃에서 20분 동안 볶아서 착유한 경우 다른 착유군보다 유의적으로 높은 반면, 200℃에서 착유한 경우는 볶지 않은 생 아마씨유보다 낮았다. 지방산의 조성은 볶음조건에 의해서 차이를 보이지 않았다. 휘발성 성분은 총 함량과 지방산패의 지표로 알려진 aldehyde, ketone, furan은 볶음온도와 시간이 증가됨에 따라서 증가되었고, Maillard 반응에 영향을 주는 pyrazine도 200℃에서 볶아서 착유한 아마씨유에서 증가하였다. 결과적으로 가정용 저온압착기로 착유된 아마씨유는 볶지 않은 아마씨보다는 150℃에서 20분 동안 볶은 후 저온압착으로 착유하는 방법이 안전한 추출과정으로 제안된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The objective of this study was to investigate the effect of cold-pressed flaxseed oil through the roasting temperature (unroasted and roasted at 150℃ and 200℃) and time (10 and 20 min) on the chemical changes. Cold-pressed flaxseed oil extraction yield was calculated with respect to the roasted process and total phenolic content, fatty acid composition, and volatile compound were analyzed. The extraction yield was increased in the roasted oil compared to the unroasted oil. Total phenolic content was significantly higher in oil from the roasted at 150℃ for 20 min compared to other roasting condition. Fatty acid composition was not affected by the extraction process. The content of aldehyde, ketone, furan, and pyrazine was higher than in the roasted at 200℃ compared to the unroasted and roasted at 150℃. These findings suggest that cold-pressed flaxseed oil extracted from the roasted at 150℃ for 20 min may be considered acceptable for safe extraction process.

주제어

표/그림 (9)

표 Table 1. Study groups
표 Table 2. Experimental condition for GC analysis
표 Table 3. Experimental condition for GC/MS analysis
그림 Fig. 1. Total phenolic content of Flaxseed oils
표 Table 4. Oil extraction yield of Flaxseed
표 Table 5. Fatty acid composition of Flaxseed oil (mg/g)
표 Table 6. Volatile profiles found in Flaxseed oil
그림 Fig. 2. Content of aldehyde compounds in Flaxseed oils
표 Table 6. Volatile flavor profiles found in Flaxseed oil

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 가정용 저온압착 착유기를 사용하여 착유 전 국내산 아마씨의 시료 전처리 조건(볶음 온도 및 시간)이 아마씨유의 착유수율, 총 페놀 함량, 지방산 조성 및 휘발성 성분에 미치는 영향을 규명하고자 한다.

제안 방법

, USA)을 사용하였다. SPME vial에 시료를 4g씩 넣고 gas chromatograph/mass spectrometry (GC/MS)로 휘발성 성분을 분석하였으며 GC/MS의 분석조건은 Table 3과 같다. 휘발성 성분은 GC/MS 프로그램 및 선행연구의 비교를 통해 분류되었고 1,2- dichlorobenzene을 internal standard로 넣어 상대적 정량을 하였다.
아마씨는 시판용 저온압착 착유기 (Home’s mill HD-333, Hyundai green development company, Korea)를 사용하여 착유하였다. 건조한 원재료 300 g에 대비하여 볶은 후 무게(g), 착유량(g) 및 착유수율(%)을 계산하였다. 실험그룹은 Table 1과 같다.
추출된 기름시료에 methylation mixture (MeOH:Benzen:DMP(2,2-Dimethoxy-propane):H₂SO₄=39:20:5:2)를 2 mL 및 heptane 1 mL을 넣고 흔든 후 80℃에서 2시간 추출하여 fatty acid methyl esters (FAME)로 전환하였다. 상온냉각한 후 상층액을 추출하여 gas chromatograph (GC, Agilent 7890A, Agilent Technologies, USA)로 지방산 조성을 분석하였다. 분석기기의 조건은 Table 2와 같으며, Supelco 37 Component FAME Mix (Supelco Inc.
아마씨는 수세한 후 건조기에서 건조시켜(조건: 30℃, overnight) 볶지 않은 아마씨와 볶은 아마씨로 분류하고, 볶은 아마씨는 150℃와 200℃에서 각각 10분과 20분간 볶은 후 사용하였다. 아마씨는 시판용 저온압착 착유기 (Home’s mill HD-333, Hyundai green development company, Korea)를 사용하여 착유하였다.
아마씨의 볶음 유무 및 볶음 시간은 아마씨유의 휘발성 성분 함량에 영향을 주는 것으로 나타났으며, 아마씨유의 휘발성 성분은 internal standard (IS)로 확인된 성분의 peak area 을 IS의 peak area로 계산하여 상대적 정량분석을 진행하였다(Table 6).
이에 본 연구에서는 식물성 유지 중 불포화지방산인 α-리놀렌산이 풍부하다고 알려진 아마씨에서 볶음조건의 조절과 저온압착에 의한 착유방법이 아마씨유의 착유수율, 지방산 조성, 총 페놀 함량 및 휘발성 성분에 미치는 변화를 비교하였다.
즉, 시료를 각각 100 µL 취하여 80% methanol로 추출하여 Folin-Ciocalteu 용액 100 µL를 넣은 후 7% carbonate 용액 1 mL를 넣고 상온에서 30분간 방치한 후 760 nm에서 UV-spectrophotometer(Spectramax ABS Plus, Molecular devices, USA)로 흡광도를 측정하여 galic acid를 기준물질로 하여 총 페놀 함량을 구하였다.
SPME vial에 시료를 4g씩 넣고 gas chromatograph/mass spectrometry (GC/MS)로 휘발성 성분을 분석하였으며 GC/MS의 분석조건은 Table 3과 같다. 휘발성 성분은 GC/MS 프로그램 및 선행연구의 비교를 통해 분류되었고 1,2- dichlorobenzene을 internal standard로 넣어 상대적 정량을 하였다.

대상 데이터

또한, 150℃에서 10분간 볶아 착유한 경우는 볶지 않고 착유한 경우와 착유수율이 큰 차이를 보이지 않았고, 150℃ 온도에서 20분간 볶은 경우의 착유수율은 200℃ 볶음 조건과 비교 시 유사한 경향을 보였다. 본 연구에 사용된 볶음온도 및 시간은 볶음온도가 높아질수록 착유수율이 증가된다는 들기름 연구[7]와 아마씨유의 영양적 성질과 안정성을 보고한 연구[11,12]를 고려하여 볶음조건을 선택하였다. 아마씨에 함유된 천연독소물질인 총 시안배당체 함량을 모니터닝 연구에서 볶지 않은 경우와 150-350℃에서 10분간 볶은 후 착유된 아마씨유의 총 시안배당체 함량은 볶지 않은 경우와 비교 시 약 200℃에서 가열한 경우 유의적으로 감소되었다[12].
본 연구에 사용된 아마씨는 2019년에 전라북도 무주군에서 수확된 국산으로 갈색 종자를 구입하여 사용하였다.

데이터처리

One- ANOVA로 분석 후 5% 유의수준에서 Duncan’s multiple range test를 이용하여 유의성 검정하였다(P<0.05).
실험군간의 비교분석은 SPSS 통계분석 프로그램으로 분석되었다(version 19, SPSS Inc., USA). One- ANOVA로 분석 후 5% 유의수준에서 Duncan’s multiple range test를 이용하여 유의성 검정하였다(P<0.

이론/모형

시료는 solid phase micro-extraction (SPME) 방법으로 휘발성 성분을 추출하였고 사용된 SPME fiber는 polydimethylsiloxane/divinylbenzene (PDMS/DVB, 65 µm, Supelco Inc., USA)을 사용하였다.
시료의 지방산 조성은 Rafael & Mancha의 방법에 따라 분석되었다[10].
시료의 총 페놀 함량은 Folin-Ciocalteu 방법에 따라 측정되었다[9]. 즉, 시료를 각각 100 µL 취하여 80% methanol로 추출하여 Folin-Ciocalteu 용액 100 µL를 넣은 후 7% carbonate 용액 1 mL를 넣고 상온에서 30분간 방치한 후 760 nm에서 UV-spectrophotometer(Spectramax ABS Plus, Molecular devices, USA)로 흡광도를 측정하여 galic acid를 기준물질로 하여 총 페놀 함량을 구하였다.
아마씨유의 휘발성 성분은 휘발성 성분을 포집하여 성분 조성 변화없이 빠르고 간단하며 재현성이 높아서 식품분야에서 휘발성 성분 분석에 적용되고 있는 SPME 방법으로 진행되었다[18]. 아마씨의 볶음 유무 및 볶음 시간은 아마씨유의 휘발성 성분 함량에 영향을 주는 것으로 나타났으며, 아마씨유의 휘발성 성분은 internal standard (IS)로 확인된 성분의 peak area 을 IS의 peak area로 계산하여 상대적 정량분석을 진행하였다(Table 6).

성능/효과

1). 150℃에서 볶아 착유된 아마씨유는 볶지 않고 착유된 아마씨유와 200℃에서 볶아 착유된 아마씨유보다 유의적으로 증가되었다. 150℃에서는 볶는 시간이 증가됨에 따라 총 페놀 함량도 유의적으로 증가되었다.
기름의 산패를 억제하는 총 페놀 함량은 아마씨유의 볶음 유무 및 볶음 조건에 의해서 유의적인 차이를 보였다(Fig. 1). 150℃에서 볶아 착유된 아마씨유는 볶지 않고 착유된 아마씨유와 200℃에서 볶아 착유된 아마씨유보다 유의적으로 증가되었다.
150℃ 온도에서는 볶음 시간에 따라 착유수율이 약 2배 이상의 증가를 보인 반면 200℃에서는 차이를 보이지 않았다. 또한, 150℃에서 10분간 볶아 착유한 경우는 볶지 않고 착유한 경우와 착유수율이 큰 차이를 보이지 않았고, 150℃ 온도에서 20분간 볶은 경우의 착유수율은 200℃ 볶음 조건과 비교 시 유사한 경향을 보였다. 본 연구에 사용된 볶음온도 및 시간은 볶음온도가 높아질수록 착유수율이 증가된다는 들기름 연구[7]와 아마씨유의 영양적 성질과 안정성을 보고한 연구[11,12]를 고려하여 볶음조건을 선택하였다.
아마씨유에 풍부하다고 알려진 α-리놀렌산은 약 38–41%로 나타났고, 150℃에서 볶아서 착유한 경우보다 200℃에서 볶아서 착유한 경우에 리놀레산과 α-리놀렌산이 상대적으로 높은 경향을 보였다. 또한, 200℃에서 볶아서 착유한 경우는 볶지 않거나 150℃에서 볶아서 착유한 경우보다 포화지방산의 함량은 낮은 반면, 불포화지방산의 함량은 상대적으로 높게 나타났으며, n-6/n-3의 비율은 낮게 나타났다. 종자별 지방산 조성을 분석한 선행연구에서 올레산, 리놀레산, α-리놀렌산이 각각 황색 종자(18.
볶는 과정에서 지방산화 뿐만 아니라 Maillard 반응을 통해 많은 휘발성 성분이 생성되는데, 본 연구에서도 볶음 온도와 시간이 증가됨에 따라서 carbonyl 화합물, hydroxy 그룹, oxygen 그룹 및 nitrogen 그룹이 150℃보다 200℃에서 볶아서 착유한 아마씨유에서 휘발성 성분 함량이 더 높게 나타났다. 볶음 온도에 따른 참기름의 휘발성 성분의 변화를 보고한 선행연구에 의하면 휘발성 성분 총량은 볶음 온도가 상승함에 따라서 증가하여 25℃에서 150℃로 볶음 온도가 상승하는 동안 약 2배의 휘발성 성분 총량이 증가되었으며 210℃에서 볶는 경우는 약 5배가 증가되었다[22].
식물성 유지에서 유지의 볶음 과정 및 착유조건은 휘발성 화합물의 생성 및 분해와 연관하여 유지의 성질에 중요한 영향을 미치는 인자로 작용할 수 있다. 본 연구에서 볶는 동안 지방분해에 의해서 생성되는 aldehyde, ketone 및 furan에 속하는 휘발성 성분들이 볶음 온도 및 시간이 증가됨에 따라 증가되었다. 특히, aldehyde 화합물은 유지류 및 유지 식품의 산패 지표로 알려져 있는데[19,20], 볶지 않거나 150℃에서 볶아서 착유한 아마씨유보다 200℃에서 볶아서 착유한 아마씨유에서 2,4- heptadienal와 2-heptenal이 상대적으로 증가되었다(Fig.
휘발성 성분은 볶음온도와 시간이 증가됨에 따라서 함량이 증가되었으며, 200℃에서 볶은 후 착유한 아마씨유는 지방산패의 지표로 사료되는 carbonyl 화합물과 Maillard 반응에 기여 하는 pyrazine 계통의 화합물이 증가되었다. 본 연구의 결과를 고려할 때 가정용 저온압착 착유기를 사용하여 아마씨유를 제조할 때 볶지 않은 아마씨 상태로 착유하는 것보다는 150℃에서 20분 동안 볶은 후 저온압착으로 착유하는 것이 아마씨유의 산화안정성을 높이기에 바람직한 착유방법으로 제시될 수 있다. 하지만, 제안된 착유조건에서 아마씨유의 지방 산패에 미치는 영향과 저장기간에 따른 산화안정성 규명에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
아마씨유에 풍부하다고 알려진 α-리놀렌산은 약 38–41%로 나타났고, 150℃에서 볶아서 착유한 경우보다 200℃에서 볶아서 착유한 경우에 리놀레산과 α-리놀렌산이 상대적으로 높은 경향을 보였다.
아마씨유의 주요 지방산은 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산 및 α-리놀렌산으로 나타났다.
저온압착법에 의해 추출된 유지는 아마씨의 볶음 유무 및 볶음 조건에 따라 착유량과 착유수율에 차이를 보였다(Table 4). 150℃ 온도에서는 볶음 시간에 따라 착유수율이 약 2배 이상의 증가를 보인 반면 200℃에서는 차이를 보이지 않았다.
이에 본 연구에서는 식물성 유지 중 불포화지방산인 α-리놀렌산이 풍부하다고 알려진 아마씨에서 볶음조건의 조절과 저온압착에 의한 착유방법이 아마씨유의 착유수율, 지방산 조성, 총 페놀 함량 및 휘발성 성분에 미치는 변화를 비교하였다. 착유수율은 150℃에서 20분과 200℃에서 10분 또는 20분 동안 볶은 후 착유한 아마씨유에서 볶지 않은 아마씨유보다 약 2배 정도 높았다. 총 페놀 함량은 150℃에서 20분간 볶은 후 착유한 아마씨유가 다른 군에 비해서 유의적으로 증가되었다.
아마씨유의 주요 지방산은 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산 및 α-리놀렌산으로 나타났다. 총 지방산 함량은 150℃에서 볶아 착유한 경우보다 볶지 않은 경우와 200℃에서 볶아 착유한 경우 증가 경향을 보였지만, 실험군간 개별 지방산 조성은 볶음 조건에 의해서 큰 영향은 보이지 않았다. 아마씨유에 풍부하다고 알려진 α-리놀렌산은 약 38–41%로 나타났고, 150℃에서 볶아서 착유한 경우보다 200℃에서 볶아서 착유한 경우에 리놀레산과 α-리놀렌산이 상대적으로 높은 경향을 보였다.
착유수율은 150℃에서 20분과 200℃에서 10분 또는 20분 동안 볶은 후 착유한 아마씨유에서 볶지 않은 아마씨유보다 약 2배 정도 높았다. 총 페놀 함량은 150℃에서 20분간 볶은 후 착유한 아마씨유가 다른 군에 비해서 유의적으로 증가되었다. 지방산 조성은 볶음조건에 의해서 차이를 보이지 않았다.
지방산 조성은 볶음조건에 의해서 차이를 보이지 않았다. 휘발성 성분은 볶음온도와 시간이 증가됨에 따라서 함량이 증가되었으며, 200℃에서 볶은 후 착유한 아마씨유는 지방산패의 지표로 사료되는 carbonyl 화합물과 Maillard 반응에 기여 하는 pyrazine 계통의 화합물이 증가되었다. 본 연구의 결과를 고려할 때 가정용 저온압착 착유기를 사용하여 아마씨유를 제조할 때 볶지 않은 아마씨 상태로 착유하는 것보다는 150℃에서 20분 동안 볶은 후 저온압착으로 착유하는 것이 아마씨유의 산화안정성을 높이기에 바람직한 착유방법으로 제시될 수 있다.
150℃에서는 볶는 시간이 증가됨에 따라 총 페놀 함량도 유의적으로 증가되었다. 흥미롭게도 200℃에서 착유된 아마씨유는 볶는 시간의 조건에 상관없이 볶지 않고 착유된 아마씨유보다도 유의적으로 총 페놀 함량이 감소되었다. 참기름과 들기름을 볶지 않고 저온압착한 경우와 160℃에서 볶은 후 저온압착한 경우의 총 페놀 함량을 비교한 연구에서 총 페놀 함량이 볶은 후 저온압착한 경우에서 유의적으로 증가하였다[14-15].

후속연구

본 연구의 결과를 고려할 때 가정용 저온압착 착유기를 사용하여 아마씨유를 제조할 때 볶지 않은 아마씨 상태로 착유하는 것보다는 150℃에서 20분 동안 볶은 후 저온압착으로 착유하는 것이 아마씨유의 산화안정성을 높이기에 바람직한 착유방법으로 제시될 수 있다. 하지만, 제안된 착유조건에서 아마씨유의 지방 산패에 미치는 영향과 저장기간에 따른 산화안정성 규명에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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